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主题:电力电子 下载地址:论文doc下载 原创作者:原创作者未知 评分:9.0分 更新时间: 2021/10/15

电力电子论文范文

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目录

  1. 第一篇电力电子论文范文参考:基于电力电子系统集成概念的PM*无传感器控制研究
  2. 第二篇电力电子论文样文:级联型电力电子变压器控制策略研究
  3. 第三篇电力电子论文范文模板:电力电子集成系统中的数字控制平台研究
  4. 第四篇电力电子论文范例:单相电力电子负载研究与设计
  5. 第五篇电力电子论文范文格式:配电系统电子电力变压器

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第一篇电力电子论文范文参考:基于电力电子系统集成概念的PM*无传感器控制研究

电力电子系统集成已经逐渐成为电力电子技术的发展方向.所谓电力电子系统集成包含两个层次的含义:一个是模块级的集成,即电力电子子系统的集成,另一个是系统级的集成,即电力电子应用系统的集成.电力电子集成传动系统作为一种电力电子应用系统的集成,不仅需要集成化的电力变换模块,还需要能够将电机转子位置和速度的估计、端电压和电流的检测、转矩和磁链的观测等三类传感器的功能集成于一体化的集成传感器模块.在集成传感器的构想中,最难实现的是全速度范围内转子位置和速度的检测.对此,本文从电力电子集成的崭新视角,对无位置/速度传感器控制技术和集成传感器模块进行了从理论到实验的探索性研究,其主要工作及成果有: 一、详细讨论了三种高频信号注入法—旋转高频电压信号注入法、旋转高频电流信号注入法和脉振高频电压信号注入法的工作原理及其在永磁同步电机无位置传感器运行控制中的应用,并对其进行了全面的仿真研究和比较.研究表明,高频电流信号注入法对电流调节器的要求比较高,而且系统的动态性能较差,因此应用较少.脉振高频电压信号注入法的系统结构简单,静、动态调速性能较好,但不容易调试,而旋转高频电压信号注入法虽然系统比较复杂,却更易于实现,因此应用最广.高频信号注入法对电机参数的变化不敏感,具有较强的鲁棒性,在低速甚至零速时也能获得比较好的跟踪精度,特别适合于低速区域.

二、对基于模型参考自适应法的转子位置自检测方法进行了详细的理论分析和仿真研究,并在此基础上首次提出了一种基于旋转高频电压信号注入法和模型参考自适应法相结合的转子位置自检测复合方法.该方法在低速时采用旋转高频电压信号注入法确保低速时转子位置和速度的检测精度,高速时采用模型参考自适应法确保快速的动态响应,确保了在包含零速在内的全速度范围内均能实现转子位置/速度的准确检测和控制.

三、首次提出了电力电子集成传感器的概念,详细介绍了“概念性”传感器模块的硬件结构、软件功能和其在电力电子集成传动系统中的应用方式.该模块能够通过检测电机的电压和电流,利用相应的信号处理技术获得转子的位置和速度、磁链和转矩,从而获得了实现电机高性能控制所需的一切反馈量.传感器模块可配合集成化的电力变换模块,方便、简洁和可拓展地构成高性能的集成电力电子传动系统.

四、首次构建了以“概念性”传感器模块为基础的PM*无位置传感器矢量控制系统,分别实现了基于高频信号注入法、基于模型参考自适应法和基于复合方法的三种无传感器矢量控制系统的实验研究.实验结果表明,转子位置自检测复合方法结合了两种方法的优点,在全速范围内都具有良好的静、动态性能.

第二篇电力电子论文样文:级联型电力电子变压器控制策略研究

电力电子变压器(Power electronic transformer, PET)是一种采用电力电子器件和高频变压器,通过电力电子变换技术实现电能变换的新型智能化变压器.电力电子变压器除了具有传统变压器的功能外,还具备功率密度高、可控性好、兼容性强、智能化的特点,可望在未来智能电网、机车牵引、新能源发电等场合得到推广使用.本文分别以基于独立铁芯和共用铁芯变压器的两种级联型电力电子变压器为研究对象,从理论分析、计算机仿真和实验验证三个方面深入研究了这两类级联型电力电子变压器的控制策略.


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首先,建立了LC谐振式和无LC谐振式两种DC-DC变换器的数学模型,并推导了其传递功率表达式,系统性地分析了原副边电压相位角的差、开关角频率、谐振角频率对双向DC-DC变换器功率传递的影响.在此基础上,研究和提出了双向DC-DC变换器的功率控制策略.仿真和实验结果验证了理论分析的正确性和控制策略的有效性.

其次,针对电力电子变压器输入侧级联H桥的直流电容在传统的电压均衡控制策略下,功率器件开关频率过高的问题,提出了一种改进的直流电容电压平衡控制策略.仿真与实验结果表明,该控制策略在没有显著增加直流电容电压纹波的前提下,能够减小H桥单元在切入、切出、PWM调制三种状态之间的切换次数,从而减少开关器件的动作次数,降低开关器件的开关频率.

再次,针对基于独立铁芯高频变压器的级联型电力电子变压器,其DC-DC变换器输出并联时的功率不均衡问题,提出了基于功率反馈的DC-DC变换器输出并联功率均衡控制策略.仿真和实验结果表明,基于功率反馈的输出并联功率均衡控制策略,能够避免因并联变换器参数变化引起的DC-DC变换器功率不均衡问题,验证了所提出控制策略有效性.

最后,针对基于共铁芯多绕组变压器的级联型电力电子变压器的多绕组变压器绕组之间功率耦合现象,建立了其共铁芯多绕组变压器的数学模型,推导出共铁芯多绕组变压器的传递功率表达式,并深入分析了这类变压器的功率传递关系.分析结果表明,共铁芯多绕组变压器的每个绕组功率是该绕组与其它绕组电压相角差的非线性函数,各绕组功率之间存在着较强的非线性耦合.在此基础上,针对该类拓扑的DC-DC变换器输出并联时的功率不均衡问题,提出了一种基于功率反馈+功率前馈的功率均衡控制策略,仿真和实验结果表明,该控制策略在变换器参数变化时,能够实现DC-DC变换器输出并联功率均衡的控制目标.

第三篇电力电子论文范文模板:电力电子集成系统中的数字控制平台研究

电力电子系统集成是当今电力电子技术研究的重要课题,引领电力电子技术朝集成化、标准化和模块化方向发展.电力电子数字控制平台正是在系统集成研究的大背景下展开的,进一步补充和完善系统集成理论研究内容,其研究的主要目标就是改变当前电力电子数字控制系统设计状况,缩短电力电子控制系统的开发周期,使它更符合电力电子系统集成发展的需要.目前,其研究内容主要为中、大功率电力电子应用系统或复杂电力电子装置提供集成化数控平台,如大功率有源滤波器、电力传动系统和再生能源发电系统等.根据数字控制平台的研究目标和应用领域,论文着重对电力电子控制平台的相关问题进行理论与实验研究,包括平台的一般设计原则、平台的扩展性分析、平台资源的集成和平台的应用研究.

如何从系统集成的角度设计硬件平台是集成化控制平台首先需要解决的问题.论文在详细分析了计算资源需求、通信能力需求、接口精度和接口信号处理速度等问题的基础上,提出了控制平台的一般设计原则,包括核心处理器、通信接口类型、AD/DA和PWM精度要求以及接口器件等硬件的具体选型与指标确定,同时提出了用可编程逻辑器件实现用户可编程和可配置的扩展接口的设计方案.

平台的通用性和扩展性是平台研究的首要问题.论文以平台的一般设计原则为指导,具体给出电力电子数字控制平台的硬件设计.在此基础上,论文从三个不同层面对该数控平台的通用性和扩展能力进行实验研究.在平台层面,论文从不同角度和不同实现方式提出了多平台结构的构建方案;在硬件资源层面,论文提出了采用通用PWM IP核的方案扩展平台PWM通道:在计算资源层面,论文提出用FPGA配置的单精度浮点运算单元来提升平台的计算能力,弥补定点处理器的不足.

软件资源集成是控制平台的一个核心.围绕这个核心,论文对电力电子可复用软件模块和电力电子IP软核两个内容展开研究.在可复用软件模块方面,论文提出了电力电子可复用软件模块设计的三条基本原则:①分类原则;②功能独立性原则;③以接口设计为核心原则,并以这些基本原则为指导,进行电力电子可复用软件模块的设计.针对采用固定定标方法设计定点软件模块接口所存在的问题,论文提出了一种软件模块动态定标的接口设计方案;在电力电子IP软核方面,通过对IP软核的研究现状、研究意义、基本分类和设计方法的系统论述,论文勾画出电力电子IP软核的基本研究和设计方法.论文以三电平空间矢量调制IP核为设计案例,着重说明IP核一般设计方法,包括简化算法、设计流程和实现与验证.

最后,论文利用集成化的数控平台构建了三种不同类别的典型应用系统:工频隔离型三相逆变电源、一体化电梯控制器和太阳能光伏发电系统.应用实践表明本文提出的平台设计原则和软硬件资源的集成方法具有有效性和实用性.

第四篇电力电子论文范例:单相电力电子负载研究与设计

随着经济的发展,各种电源被广泛应用于人们生产、生活的各个方面,电源的优劣将直接影响生产、生活,因此需要对其进行严格的考核.传统的电源考核方式带电阻、电感、电容等元器件,不仅大量的能量被无谓地消耗掉,同时需要耗费大量的人力、物力对其进行管理,因此本文提出了采用电力电子器件构成的电力电子负载对其进行测试,它可以根据实际需要对电流幅值、功率因数、波峰因数等参数进行灵活设定,同时将测试电能高效地馈回电网,既方便又节能,是一种高效的测试方式.

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本文针对其与小功率电路级测试设备“电子负载”概念上易于混淆的问题,给出了电力电子负载的定义,它是由大功率电力电子元件构成,利用电力电子控制技术对各种电源设备进行节能、环保考核的电源测试设备.

文章给出了它应用于不同测试场合如直流电源测试、三相交流电压测试等不同场合测试时控制和接线方式,并分析了电力电子负载对交、直流纯阻、阻感、阻容模拟原理,给出非线性负荷电路方程并建立数学模型以利于对其实现准确模拟,针对不同工作模式,如恒阻、恒流、恒功率等不同应用场合,给出它们的指令设定方法,并根据系统要求给出了主要元件交流电感、直流电容的选取方法.

文章从电力电子负载的基本构成单元单相整流器的控制入手,建立了系统整体数学模型.针对P和PI控制器构建了控制系统,根据离散控制系统Jury判据,给出了控制器参数设定范围,并采用常用的典型Ⅰ型系统和典型Ⅱ型系统最佳整定方法对控制器进行设计,采用动态系数法对PI系统的误差进行了分析和计算,对采样回路中常被忽视的电路滤波器对系统的影响以及设定规则也进行了分析.

针对传统PI控制器带宽有限,无法同时满足系统鲁棒性和精度要求的缺点选用了P控制器与重复控制器并联的改进重复控制器结构,它使电流内环获得“零误差”的良好跟踪特性,重复控制器具有足够的频带宽度,完全满足对非线性负荷模拟的需要,同时也保证了馈网电能质量.按照比例控制器、串联校正滤波器S_1(z)、串联低通滤波器S_2(z)、相位补偿环节z~K、重复控制器增益Kr的步骤给出了改进重复控制器设计方法.

从电力电子负载电路功率平衡方程入手,根据电力电子负载工况分为多种情况,分析直流电压谐波幅值和频率分布范围,为滤波器的设计奠定了基础.选择陷波滤波器、低通滤波器和均值滤波器进行比较分析,给出了它们的设计和实现方法,为保证系统的稳态控制效果,最终选用均值滤波器,并指出其动态特性的不足需要其它控制方法予以弥补.文章对滤波器在控制系统中的放置位置也进行了探讨.最终,忽略电流内环小惯性环节,将系统等效为一个典型Ⅱ型系统,采用最佳整定法完成了控制系统设计.

选用了前馈+反馈的复合控制方法,采用瞬时功率平衡方程和有功功率平衡方程建立了小信号控制模型,并以此为基础建立了复合控制系统,有效抑制了输入电压、电网电压扰动和输入电流指令变化对系统的影响,提高了系统动态特性,同时分析了在电流环中电压前馈控制有效抑制电压扰动的机理和设计方法.

为验证以上控制方法,搭建了功能较齐全的10kVA电力电子负载样机,经测试完全达到设计要求,设备运行稳定、可靠,为工业应用奠定了扎实的基础.

第五篇电力电子论文范文格式:配电系统电子电力变压器

电力变压器作为电力系统应用最广泛的设备之一,自一百多年前被发明以来,它的工作原理和基本功能一直没有发生变化.然而,在这一百多年的时间里,电力系统发生了深刻变化,特别是近几十年以来,电力系统规模日益扩大,电网结构和运行方式日益复杂,使得电力系统稳定问题变得越来越突出,而大量非线性负荷的增长,迅速恶化了电力系统的供电品质,与此同时,用户对电能品质的要求却越来越高,从而使得电能质量问题成为了当前电力系统面临的亟待解决的重要问题.

电子电力变压器(Electronic Power Transformer,EPT)作为一种新型电力变压器,通过在常规变压器基础上,引入电力电子变换技术,使变压器的原、副方电压或电流可以灵活控制,从而具备了解决现代电力系统面临的许多新问题的潜力.本文在已有的研究基础上,重点对EPT在配电系统应用时的相关问题进行了研究.

本文详细分析了EPT的基本原理,在此基础上,建立了EPT的通用数学模型,并详细探讨了其谐波分析方法.为了实现对配电系统电能质量控制,本文提出将EPT的输入侧控制成电流源,输出侧控制成电压源,成功实现了EPT在改善配电系统电能质量方面的调节作用,既防止了原方电网的波形畸变传递给负载,也阻止了负载谐波注入电网.

配电系统电力变压器经常采用并联运行方式,本文对配电系统EPT的并联运行问题进行了研究.归纳总结出了EPT并联运行的6种方式和存在的问题,提出了4种均流控制方案,并对主从控制方案进行了重点研究.提出将一台EPT控制成可控电压源,作为主机,负责建立副方电压并实现定电压、定频率控制,而其它的EPT则被控制成可控电流源,作为从机,实现电流控制,以消除环流,同时,利用一条反映主机状态的信号联络线,实现了从机向主机的自动转换.相关的仿真结果表明,这种控制策略具有令人满意的均流效果.

针对目前已有拓扑结构的不足,论文提出了一种新的拓扑结构的EPT——自平衡电子电力变压器(A-EPT).在这种拓扑结构中,通过在高压侧采用级联技术,低压侧采用交错并联技术,既解决了电力系统电压与功率器件耐压不匹配的问题,又可以实现三相自平衡,即在变压器一侧系统出现不平衡时,保证另一侧系统仍然能够维持三相电流或电压平衡.仿真结果证明了这种方案的优越性.随后建立了自平衡电子电力变压器试验研究系统,试验结果进一步验证了方案的优越性.

EPT对其端口的无功潮流控制比较灵活,既可以吸收无功也可以发出无功,因此,利用EPT实现配电系统无功优化,将比采用OLTC效果更好.论文探索性的研究了基于EPT的配电系统无功优化问题,通过采用改进的遗传算法,对比研究了配电系统分别采用OLTC和EPT实现无功优化的效果,结果表明采用EPT具有更好的优化效果.论文还就EPT在输电系统应用进行了探讨,,以单机双出线系统为例,研究了EPT与发电机励磁的协调控制问题.仿真结果表明,所设计的协调控制器可以保证整个系统具有良好的动态性能.

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